KR20070051837A - 액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법 - Google Patents

액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070051837A
KR20070051837A KR1020077000794A KR20077000794A KR20070051837A KR 20070051837 A KR20070051837 A KR 20070051837A KR 1020077000794 A KR1020077000794 A KR 1020077000794A KR 20077000794 A KR20077000794 A KR 20077000794A KR 20070051837 A KR20070051837 A KR 20070051837A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter medium
fiber
liquid filtration
wet
less
Prior art date
Application number
KR1020077000794A
Other languages
English (en)
Inventor
노부유키 사카두메
에이코 메구로
도시히코 소야마
Original Assignee
호쿠에츠 세이시 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 호쿠에츠 세이시 가부시키가이샤 filed Critical 호쿠에츠 세이시 가부시키가이샤
Priority to KR1020077000794A priority Critical patent/KR20070051837A/ko
Publication of KR20070051837A publication Critical patent/KR20070051837A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/02—Loose filtering material, e.g. loose fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

본 발명은 습식 부직포로, 지합이 양호하고, 물로의 습윤 시의 강도가 강한 액체여과 필터 여과재를 제공한다. 본 발명의 액체여과용 필터 여과재는 습식 부직포로서, 미고해 천연섬유를 0.5∼40중량% 배합함으로써, 지합이 대단히 양호하고, 상태의 파열강도와 물로의 습윤 시의 파열강도로 부터 구해지는 저하율이 30% 이하이고, 또한 물로의 습윤 시의 파열강도가 300kPa 이상의 액체여과 필터 여과재인 것을 특징으로 한다.
습식 부직포, 액체여과, 필터 여과재, 미고해 천연섬유, 지합, 파열강도.

Description

액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법{FILTER MEDIUM FOR LIQUID FILTRATION AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 액체 중에 포함되는 미립자를 분리 포착하는 액체여과용 필터 여과재 및 여과재의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 금속의 형조각, 절단가공 등에 사용되고 있는 와이어 방전가공기의 가공액 중에 포함되는 가공 부스러기나 IC 생산에서의 기반의 웨이퍼의 절단, 연마, 에칭 등의 공정에서 사용되는 초순수 중에 포함되는 가공 부스러기를 효율적으로 제거하여, 청정한 액체를 얻기 위한 여과재 및 그 여과재의 제조방법에 관한 것이다.
종래, 와이어 방전가공기에 있어서 가공을 행하는 경우에는, 금속의 형조각, 절단가공 등에 사용되고 있다. 와이어 방전가공기로 가공을 행하는 경우, 가공액 속에 가공 부스러기가 부유하고 있는데, 이 가공 부스러기를 제거하여, 청정한 액체와 가공 부스러기를 분리하기 위해서, 주름내기 플리츠 가공한 여과재를 편입한 여과재 유닛을 설치하고 있다. 이 여과재 유닛에는 압력 게이지가 설치되어 있고, 여과재 유닛을 통과하는 가공액의 압력을 관리하고 있다. 이 압력 게이지는 가공액의 여과재 유닛에 들어갈 때의 압력이 195kPa 부근이 되면, 와이어 방전가공기 본체에 신호를 보내, 작업을 자동으로 중단시킴으로써, 여과재 유닛을 교환한다.
또, 가공액의 압력이 195kPa에 미치지 못하는 경우에 있어서, 유닛에 편입된 여과재가 압력에 끝까지 견디지 못하여, 파열하여 가공 부스러기를 여과할 수 없는 상태가 되면, 자동적으로 작업을 중단하게 된다.
유닛에 편입된 여과재가, 195kPa 이하의 압력에서 파열한 경우, 형조각의 정밀도의 저하, 와이어 방전가공기 정지에 의한 작업시간의 장기화 등의 문제가 발생하여, 작업효율의 저하가 현저하게 된다. 이러한 문제를 미연에 막기 위해서, 여과재의 요구되는 물성으로서, 30℃, 30분이상 물에 습윤 시킨 상태의 JIS L 1096 기재의 파열강도가 200kPa 이상인 것이 하나의 지표가 된다.
그러나, 최근에는 와이어 방전가공기의 능력의 향상에 의해, 가공액의 압력이 297kPa까지의 것이 있고, 종래의 필터 여과재에서는 파열됨으로 인한 트러블이 보고되고 있다.
또, 와이어 방전가공기 등의 가공액의 필터 여과재로서는, 폴리에스테르 부직포 등이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 이들 폴리에스테르 부직포 등은, 단위면적당 중량이 높고, 시트의 두께가 두텁기 때문에, 주름내기 플리츠 가공을 행하고, 여과재를 유닛에 편입한 경우, 전체의 여과재 유효면적이 적다고 하는 문제가 있다.
한편 시장에서는, 여과재의 단위면적당 중량은 110g/m2∼300g/m2이 주류이지만, 이 시트의 두께를 얇게 하고, 단위면적당 중량을 낮게 함으로써, 여과재를 주름내기 플리츠 가공을 행하여, 유닛에 편입하고, 전체의 여과재 면적을 많게 함으 로써, 여과재 수명을 길게 하는 방향으로 움직이고 있다. 그러나, 시트의 두께를 얇게 하고, 단위면적당 중량을 낮게 하는 것은, 물 습윤에 의한 파열강도를 저하시켜버린다. 또, 단위면적당 중량을 그대로, 시트의 두께를 얇게 하는 것은, 여과재가 대단히 치밀하게 되고, 여과 저항이 높아져, 여과재 수명을 짧게 해버린다.
또한, 폴리에스테르 부직포 등은, 통상, 열융착 섬유와 주체 섬유로 구성되어 있다. 이 경우, 열융착 섬유와 접촉하고 있는 주체 섬유와의 교점은 접착되어 있지만, 그 이외의 열융착 섬유의 존재하지 않는 교점은 접착되어 있지 않다. 이 때문에, 접착되어 있지 않은 부분의 강도는 대단히 약하게 되어, 물에 습윤 시켰을 때의 여과재 전체의 파열강도가 낮아진다고 하는 문제가 있다.
이들 문제를 해결하기 위해서, 물로의 습윤 시의 파열강도가 5.0kgf/cm2 이상이 되도록 부분적으로 열압착시키고 있는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 그렇지만, 열압착함으로써, 여과재의 공극이 찌부러져 여과 효율이 떨어지는 결점이 있다. 또, 건식제조법이므로, 단위면적당 중량의 불균일이 커, 여과 효율이 불균일하게 되는 문제가 있다.
또, 여과재와 지지체층을 함께 초지(抄紙)하여 일체화 한 액체여과용 필터 여과재에서, 지지체층에 바인더를 부여시켜, 횡방향의 습윤 인장강도가 0.98kN/m 이상이 되도록 하기 위해 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2). 그러나, 지지체에만 바인더를 부여함으로써 여과재의 공극 구조가 불균일하게 되어버리고, 여과가 여과재 내에서 균일하게 행해지지 않아, 초기의 여과정밀도의 불균일이 커진다.
또, 습식 초지에서 유기 화합섬유를 초지하는 경우, 계면활성제, 증점제를 사용하여 지합(地合: 옷감이나 종이의 질 또는 결)을 좋게 하는 것이 제안되어 있는(특허문헌 3)데, 계면활성제를 사용하면, 시트에 계면활성제가 잔존하여, 액체 여과필터 여과재로서 사용하는 경우, 시트의 흡습성은 향상되지만, 강도를 현저하게 저하시킨다. 그리고 그 계면활성제가 유리되어, 발포를 일으키기 때문에 가공정밀도 등에 큰 영향을 준다. 또, 증점제를 많이 사용하면, 초지기의 와이어로부터의 벗겨짐이 나빠지고, 시트의 불균일화를 초래하여, 시트 내에서의 성김(粗密)이 크기 때문에, 초기의 여과정밀도의 불균일이 커진다. 성긴 부분에서는 강도가 낮기 때문에, 규정 압력에 도달하기 전에 파괴되는 등의 트러블을 발생시킨다.
또한, 폴리에스테르 부직포 등에, 건조 후 페놀수지를 도포하여, 물 습윤 시의 파열강도를 높게 하는 것도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 4). 그러나, 페놀수지를 도포하는 경우, 기재에 도포 건조를 행하는 것만으로는 물 습윤 시의 파열강도는 높아지지 않는다. 물 습윤 시의 파열강도를 높게 하기 위해서는, 페놀수지를 도포 건조 후, 다른 공정에서 100℃ 이상의 열을 수 분간에 걸치는 것이 통상 필요하게 된다. 이 때문에, 열을 가하는 큐어링 가공공정을 증설 또는 기설 공정의 개조를 할 필요가 있어, 대단히 설비와 수고가 드는 것이다.
또, 피브릴화 된 유기섬유를 사용한 여과재가 제안되어 있지만, 이러한 섬유를 사용하면, 수중에서의 강도를 유지하기 위해서는, 여과재가 대단히 치밀하게 되어, 여과저항이 높아져, 여과재 수명을 짧게 한다. 이 문제를 해결하기 위해서, 라미네이션의 2층 구조로 되어 있고, 조밀한 부분의 두께를 얇게 하여, 문제를 해 결하고자 하고 있는(특허문헌 5)데, 라미네이션을 행하기 때문에, 접착 불량의 층간 박리를 일으키기 쉽고, 또 라미네이션 가공 공정 등의 증설 또는 개조가 필요하게 된다.
특허문헌 1 일본 특개평11-165009호 공보,
특허문헌 2 일본 특개2003-38918호 공보,
특허문헌 3 일본 특개평9-155127호 공보,
특허문헌 4 일본 특개평7-26499호 공보,
특허문헌 5 일본 특개평4-313313호 공보.
본 발명은 종래 기술의 상기의 결점이나 문제점을 해결하고, 지합이 대단히 양호한, 물 습윤 시의 파열강도의 저하가 작고, 필터 특성이 우수난 액체여과용 필터 여과재를 제공하고, 액체여과용 필터 여과재의 후가공 공정의 간략화, 제조공정에 있어서의 증설 또는 개조에 드는 코스트의 대폭적인 저감을 목적으로 한다.
발명을 해결하기 위한 수단:
본 발명의 상기 과제는, 단위면적당 중량이 100g/m2 이하의 액체여과용 필터 여과재로서, 이 여과재의 JIS L 1096에 기재된 상태 파열강도와 30℃, 30분 물 습윤 시의 습윤 파열강도로부터 구해지는 강도 저하율이 30% 이하이고, 또한 습윤 파열강도가 300kPa 이상인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재에 의해 해결된다.
또한 본 발명은, 단위면적당 중량이 100g/m2 이하가 되도록 습식 초지에서 시트를 형성한 후, 이 시트에 합성수지 바인더를 부여하고, 이어서 건조시키는 것을 특징으로 하는, 상기 액체용 여과 필터 여과재의 제조방법에도 관한 것이다.
발명의 효과:
본 발명에 의해, 여과재를 주름내기 플리츠 가공으로 필터로 가공하는 경우, 여과재의 접어넣기 수를 증가시켜, 필터의 수명을 길게 할 수 있고, 섬유 교점을 모두 결합함으로써, 단위면적당 중량 100g/m2 이하라고 하는 낮은 단위면적당 중량이지만 시트 내의 단위면적당 중량의 소밀(疏密)을 적게 하여 시트의 지합이 양호하고, 물로의 습윤 시의 파열강도가 강하고, 시트 내의 구멍 직경 분포를 균일화 하여, 여과 정밀도를 현격하게 향상시킨 필터 특성이 좋은 액체여과 필터 여과재를 제공할 수 있었다. 또, 본 발명의 여과재는 단층구조이기 때문에, 「필터 여과재 제조 시의 후가공을 간략화 할 수 있어, 제조공정의 증설, 개조 등에 드는 코스트를 현저하게 저감할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태:
본 발명의 유리한 하나의 실시태양에 있어서는, 이 여과재에 있어서, β선 지합계로 측정되는 정규화 된 표준편차의 값이 0.8 이하이다.
본 발명의 유리한 하나의 실시태양에 있어서는, 30분 물 습윤 시의 습윤 인장강도가 여과재의 종방향 2.0kN/m 이상, 또한 횡방향 1.0kN/m 이상이며, 횡방향과 종방향의 비가 1.0∼4.0이다.
본 발명의 유리한 하나의 실시태양에서는, 여과재가 단층 구조이다.
본 발명의 유리한 하나의 실시태양에서는, 섬유직경 70㎛ 이하의 미고해 천연섬유를 0.5∼40중량% 포함하고, 그밖의 기재로서 섬유직경 5㎛ 미만의 극세 유기섬유 및 극세 무기섬유와, 섬유직경 5㎛ 이상의 유기 합성섬유 및 무기섬유를 포함하고, 섬유직경 5㎛ 이상의 유기 합성섬유 중 일부가 섬유상 유기 바인더이고, 또한 상기 전체 기재에 대하여 합성수지계 바인더를 5∼20중량% 부여시킨다.
본 발명의 유리한 하나의 실시태양에서는, 시트의 최대 구멍 직경이 10㎛∼50㎛이고, 최빈도 구멍 직경이 4㎛∼30㎛이다.
본 발명의 유리한 하나의 실시태양에서는, 여과재의 최대 구멍 직경과 최빈도 구멍 직경의 비가 1.0∼5.0 이하이다.
본 발명의 유리한 하나의 실시태양에서는, 여과재 밀도가 0.20∼0.40g/cm3 이다.
본 발명의 가장 중요한 팩터는 여과재의 지합이다. 여과재의 지합은 강도, 여과정밀도에 큰 영향을 준다. 그 때문에 이것을 관리하는 것이 가장 중요한 것이다. 여과재의 지합을 수치적으로 나타내는 측정기로서, 지합계라고 불리는 것이 있는데, 직접적으로 측정점의 단위면적당 중량의 변동을 측정할 수 있는 측정기는 β선 지합계뿐이다. 또, 단위면적당 중량이 다른 여과재의 지합 비교를 행할 수 있는 측정기도 β선 지합계뿐이다. 그래서 이 지합계로부터 산출되는 정규화 된 표준편차(Normalized Standard Deviation 이하, N.S.D로 약칭함)와, 물 습윤 시의 습윤 파열강도, 여과재 내의 균일한 구멍 직경 분포, 여과정밀도와의 관계를 찾아냈다. 즉, β선 지합계로부터 산출되는 N.S.D를 0.8 이하로 함으로써, 액체여과용 필터 여과재의 중요한 팩터인, 여과재 내의 단위면적당 중량의 소밀을 적게 하고, 물 습윤 시의 습윤 파열강도의 저하율을 최소한으로 할 수 있어, 여과재 내의 구멍 직경 분포를 균일하게 하여, 여과정밀도를 향상할 수 있다.
물 습윤 시의 파열강도 뿐만 아니라, 인장강도도 액체여과용 필터 여과재에서는 중요한 강도 물성이다. 인장강도가 낮으면, 수압에 의해 필터가 깨져버린다. 따라서, 여과재의 습윤 인장강도는 종방향 2.0kN/m 이상, 횡방향 1.0kN/m 이상인 것이 바람직하다. 단, 종방향과 횡방향의 비가 너무 커지면, 물 습윤 시의 파열강도의 저하가 커진다. 따라서, 습윤 인장강도의 종방향과 횡방향의 비는 1.0∼4.0이 바람직하다. 종방향과 횡방향의 비가 1.0 보다 작은 경우, 또는 4.0 보다도 큰 경우에는, 습윤 시의 파열강도의 저하율이 커진다.
여과재 내의 가는구멍 직경 분포도 액체여과용 필터 여과재의 성능에 큰 영향을 준다. 여과재 내의 가는구멍 직경이 지나치게 커, 최대 구멍 직경이 50㎛ 보다도 큰 경우에는, 초기 여과정밀도의 저하, 강도 저하가 현저하다. 또 10㎛ 보다도 작은 경우에는, 강도 저하는 적지만, 가는구멍 직경이 지나치게 작기 때문에, 눈막힘이 생기기 쉬워지기 때문에, 여과재 수명이 현저하게 저하된다. 최빈도 구멍 직경이 30㎛ 보다도 큰 경우에는, 초기 여과정밀도가 저하된다. 또, 4㎛ 미만의 경우, 가는구멍 직경이 작기 때문, 초기 여과는 양호하지만, 눈막힘이 생기기 쉬워지기 때문에, 여과재의 수명이 현저하게 짧아진다. 따라서, 시트 내의 최대 구멍 직경값이 10∼50㎛, 최빈도 구멍 직경값이 4∼30㎛이며, 또한 최대 구멍 직경값과 최빈도 구멍 직경값의 비가 1.0∼5.0인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 1.0∼3.0이다. 최대 구멍 직경과 최빈도 구멍 직경의 비가 5.0 보다도 크면, 여과재의 초기 여과정밀도는 극단적으로 저하된다. 또한, 이 비가 1.0일 때에는, 가는구멍 직경이 완전하게 균일한 여과재를 의미한다. 단, 이 가는구멍 직경 분포에 대해서는, 지합의 N.S.D의 값에 크게 영향을 받는다. N.S.D가 0.8보다도 커지면, 최대 구멍 직경과 최빈도 구멍 직경의 비가 5.0보다도 커진다. 단, 최대 구멍 직경과 최빈도 구멍 직경의 비가 1.0∼5.0의 범위에 들어 있는 경우에도, 여과재의 여과하는 입자의 크기에 맞춘 가는구멍 직경 분포의 여과재로 필터유닛을 형성할 필요가 있다.
본 발명에서 사용되는 미고해 천연섬유, 펄프, 마, 린터, 솜, 짚 등의 천연섬유 및 그 유도체 등이 사용되는데, 천연섬유 중 펄프, 마가 보다 바람직하고, 특히 펄프에 대해서, 평균 섬유직경이 30∼70㎛인 침엽수 펄프가 바람직하고, 이들 천연 유기섬유를 배합하는 것이, 30℃, 30분 이상 물에 습윤 시켰을 때의 파열강도의 유지 및 계면활성제, 증점제를 사용하지 않고 지합을 양호하게 하기 위해서 필요 불가결하다.
기재에 배합되는 미고해 천연섬유는 0.5∼40중량%인 것이 필요하고, 바람직하게는 3∼30중량%이다. 0.5중량% 미만에서는, 지합을 양호하게 하는 효과가 거의 없고, 또 40중량%보다 많은 경우에는, 지합은 양호하게 되지만, 물 습윤 시의 강도 저하가 커져버린다.
본 발명에서 사용되는 미고해 천연섬유 이외의 섬유 및 구성에 대해 설명한다.
본 발명에서 사용되는 미고해 천연섬유 이외의 섬유는, 시트의 단위면적당 중량에 대하여, 섬유직경이 5㎛ 미만의 극세 유기섬유 및 극세 무기섬유 1∼60중량%, 섬유직경이 5㎛ 이상의 유기 합성섬유 및 무기섬유를 10∼60중량%의 범위에서 전체 섬유의 비율이 100%가 되도록 구성된 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 섬유직경 5㎛ 미만의 극세 유기섬유란, 예를들면 5㎛ 미만의 폴리에스테르 섬유, PVA 섬유, 아크릴섬유 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 섬유직경 5㎛ 미만의 극세 무기섬유란, 예를들면 유리섬유, 탄소 섬유, 록 파이버, 스테인리스 파이버 등을 들 수 있지만, 유리섬유가 바람직하다.
이들 섬유의 시트에 대한 배합율은 1∼60중량%가 바람직하다. 1중량% 미만에서는, 파열강도의 저하율이 크고, 60중량%보다도 많아지면 압력 손실이 높아져, 여과재 수명이 짧아진다.
본 발명에 사용되는 섬유직경 5㎛ 이상의 유기 합성섬유는, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴아미드, 비닐론 등의 합성 섬유, 및 섬유상 유기 바인더를 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 섬유직경 5㎛ 이상 섬유상 유기 바인더는, 폴리올레핀계 복합 섬유, 비닐론 바인더 섬유 등을 들 수 있다. 섬유상 유기 바인더는 바인더로서 단독 사용에서는 습윤 시의 파열강도에 대하여 효과는 낮지만, 라텍스상, 용액상, 에멀션상 등의 액상 내지 점조성의 합성수지계 바인더, 특히 바람직하게는 라텍스상 바인더와 병용하면, 습윤 시의 파열강도의 향상 효과가 한층더 높아진다.
본 발명에 사용되는 폴리올레핀계 복합섬유의 형태로서는, 심초 타입(코어 셸 타입), 병렬 타입(사이드 바이 사이드 타입)을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 대표적인 복합섬유로서는, 예를 들면 폴리프로필렌(심)과 폴리에틸렌(초)의 조합(상품명: 다이와보 NBF-H: 다이와보세키제), 폴리프로필렌(심)과 에틸렌비닐알콜(초)의 조합(상품명: 다이와보 NBF-E: 다이와보세키제), 폴리프로필렌(심)과 폴리에틸렌(초)의 조합(상품명: 칫소 ESC: 칫소제), 폴리에스테르(심)과 폴리에틸렌(초)의 조합(상품명: 멜티 4080: 유니티카제) 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 비닐론 바인더 섬유는, 다른 섬유와 혼합 초지한 뒤, 얻어지는 시트가 건조공정에 들어가고, 시트가 보유하는 물의 온도가 비닐론 바인더 섬유의 용해온도에 달하면, 혼합한 다른 섬유와의 교점에 부착되고, 시트의 수분이 증발함과 동시에 고화되어, 강도를 발휘한다.
섬유상 유기 바인더의 섬유직경은 특별히 한정되지 않지만, 6∼25㎛가 바람직하다. 섬유직경이 6㎛ 미만에서는, 여과재의 압력 손실이 높아져, 필터의 여과재수명이 짧아진다. 또, 25㎛를 초과하면, 다른 섬유와의 교점 수가 감소하기 때문에, 습윤 시의 파열강도의 향상은 바랄 수 없다.
또, 조성이 다른 섬유상 유기 바인더를 2종류 이상 사용해도, 조금도 문제는 없다.
본 발명에서 사용되는 섬유직경 5㎛ 이상의 무기섬유는, 유리섬유, 탄소 섬유, 록 파이버, 스테인리스 파이버 등을 들 수 있지만, 유리섬유가 바람직하다.
이들 섬유의 시트에 대한 배합율은 10∼60중량%가 바람직하다. 10중량% 미만에서는, 섬유직경 5㎛ 미만의 섬유나 미고해 천연섬유가 많아지기 때문에, 강도는 향상되지만 압력 손실이 높아져 버린다. 또, 60중량% 보다 많아지면, 결합점이 적어지기 때문에, 강도가 저하되게 된다.
본 발명의 여과재는, 습식 초지 후 건조한 시점에서는, 물 습윤 시의 파열강도가 약하다. 바인더를 부여함으로써, 습윤 강도를 유지할 수 있다. 바인더 부여 방법으로서는, 시트 형성 전에 원료 중에 첨가하는 방법, 시트 형성 후에 함침 또는 도포하는 방법 등이 있지만, 본 발명에서는, 물 습윤 시의 파열강도를 더욱 향상시키기 위해서, 습식 초지하고, 시트 형성 후, 합성수지계 바인더를 함침 또는 도포한다.
당해 바인더는, 습식 초지한 시트 내에 침투하기 때문에, 섬유의 각 체결점을 결합시키는 특징을 갖는다. 특히 섬유직경 5㎛ 이하의 극세 유기섬유 및 극세 무기섬유를 배합했을 때, 섬유체 결점수는 급격하게 많아지기 때문에, 습윤 시의 파열강도는 상승적으로 높아진다.
합성수지계 바인더는, 라텍스상, 용액상, 에멀션상 등의 액상 내지 점조성의 합성수지계 바인더, 특히 바람직하게는 라텍스상 바인더, 예를 들면 아크릴계 라텍스, 아세트산비닐계 라텍스, 우레탄계 라텍스, 에폭시계 라텍스, SBR계 라텍스, NBR계 라텍스, 올레핀계 라텍스 등을 단독, 또는 2종류 이상 병용할 수 있지만, 기재와의 접착성이 양호하고, 물에 습윤 시켰을 때의 바인더 피막의 열화가 적은 것을 선택해야 한다.
기재에 부여하는 합성수지계 바인더량은 5∼20중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 7∼15중량%이다. 5중량% 미만에서는, 압력 손실은 낮지만, 물에 습윤 시켰을 때의 파열강도의 향상은 바랄 수 없다. 또, 20중량%를 초과하면, 물에 습윤 시켰을 때의 파열강도는 대단히 향상되지만, 압력 손실이 높아져버려, 여과재의 공극이 작아져, 가공 부스러기가 막히기 쉬워져서 필터의 여과재 수명을 짧아지게 만든다.
본 발명의 여과재는 합성수지계 바인더를 부여하여, 건조한 시점에서, 물로의 습윤 시의 파열강도는 양호하지만, 용도에 따라 더욱 향상시키기 위해서, 합성수지계 바인더와 병용하여 가교제를 사용할 수 있다.
본 발명의 여과재에 부여하는 가교제로서는, 예를 들면, 멜라민계 가교제, 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제 등을 들 수 있다.
각종 바인더와 병용하여 사용하는 가교제는 통상 합성수지계 바인더 고형분에 대해 1∼10중량% 첨가하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼7중량%이다. 1중량%보다 적으면, 충분한 가교밀도를 달성할 수 없고, 10중량%보다 많이 첨가해도, 그 이상의 효과를 발휘하지 못한다.
본 발명의 여과재는, 일반 종이나 습식 부직포를 제조하기 위한 초지기, 예를 들면 장망 초지기, 원망 초지기, 경사 와이어식 초지기 등의 습식 초지기로 제조할 수 있다. 건조에는 실린더 드라이어, 스루 드라이어, 적외선 드라이어 등의 건조기를 사용할 수 있다. 또, 2종류 이상의 건조기를 사용하여, 본 발명의 여과재를 건조하는 것은 어떠한 지장도 없다.
단, 건조온도는 80∼170℃의 범위인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 100∼150℃이다. 80℃ 미만의 경우, 기재 사이에서의 또는 합성수지계 바인더와의 접착불량이 일어나기 쉽고, 시트의 밀도가 낮아지기 때문에, 강도의 저하가 일어나버린다. 또, 170℃보다도 높은 온도에서는, 기재의 섬유상 유기 바인더 및 합성수지계 바인더의 막이 많아져, 밀도나 압력 손실이 높아지므로, 여과재의 공극이 지나치게 작아져, 가공 부스러기가 막히기 쉬워져서, 여과재 수명이 짧아져버린다.
또, 작성한 여과재의 밀도가 0.2∼0.4g/cm3이어야 한다. 0.2g/cm3 미만의 경우, 물 습윤 시의 습윤 파열강도는 저하율이 커진다. 또, 0.4g/cm3보다도 큰 경우에는, 물 습윤 시의 습윤 파열강도는 향상되지만, 압력 손실이 높아지고, 여과재의 공극이 작아져, 가공 부스러기가 막히기 쉬워져서 여과재의 수명이 짧아져버린다. 또, 밀도를 컨트롤 하기 위해서, 젖은 종이의 습식 프레스, 건조 후의 열 프레스 등을 사용해도 아무런 문제는 없다. 단, 강도나 가는구멍 직경 분포에 악영향을 끼치지 않도록 사용하는 것이 바람직하다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 및 비교예에 있어서의 단위면적당 중량, 시트의 두께, 파열강도, 및 물로의 습윤 시의 파열강도, 인장강도, 시트 내의 가는구멍 직경 분포는 이하의 방법으로 측정했다.
본 발명에서 측정을 행한 단위면적당 중량, 시트의 두께, 밀도, 파열강도는 JIS L1096에 준거하여 행했다. 또한, 물로의 습윤 시의 파열강도에 대해서는, JIS L1096에 준거하여 행했지만, 물로의 습윤은 30℃에서 30분 행하고, 측정을 행했다. 물 습윤 시의 인장 강도는, JIS P 8135, JIS P 8113에 준거하여 측정을 행했는데, 물 습윤은 30℃에서 30분 행하고, 시료 폭은 15mm, 길이는 100mm로 행했다. 압력 손실은(Pa), JIS B 9908에 준하여 측정되고, 여과재에 공기를 풍속 5.3cm/초로 통기시켰을 때의 환기 저항을 측정했다. 시트 내의 가는구멍 직경 분포는 Porous Materials사제 팜 포로메터를 사용하고, ASTM F316-86에 준거하여 측정을 행했다. N.S.D는 암바테크사제 β선 지합계(형식 BFT-1)을 사용하여 산출했다.
산출 방법은,
N.S.D=STD÷(단위면적당 중량)1/2이고, 이때의
STD: 단위면적당 중량으로부터의 질량의 표준편차이다. 이 N.S.D가 작은 값일 수록 지합이 양호하다고 할 수 있다.
실시예 1:
섬유직경 5㎛ 미만의 극세 섬유로서, 폴리에스테르 섬유(데이진사제 TK04 N 0.1 데니어×3mm, 섬유직경 약 3.2㎛)과, 섬유직경 약 0.65㎛의 유리섬유(#106 죤즈만빌사제)를, 섬유직경 5㎛ 이상의 섬유로 하고, 섬유직경 약 40㎛의 미고해 침엽수 표백 크래프트 펄프(이하, NBKP로 약칭함)와, 비닐론 바인더 섬유(쿠라레제 피브리본드 343 1.0 데니어×5mm 섬유직경 약 10.5㎛)와, 섬유직경 약 10㎛의 폴리 에스테르 섬유(유니티카사제 <131> 1.0데니어×5mm)를 중량비로 각각 25:15:10:15:35의 섬유배합이 되도록 혼합하여, 수성 슬러리를 작성하고, 이것들의 슬러리로부터 초지기를 사용하여, 단위면적당 중량 76g/m2이 되도록 시트를 단층 구조로 형성했다.
이 시트가 젖은 종이 상태일 때에, 13중량%가 되도록 합성수지계 바인더를 부여하고, 130℃에서 건조시켜, 밀도가 0.290g/cm3, N.S.D가 0.55의 액체여과용 필터 여과재를 얻었다. 이하, 비교예 4까지의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
이 젖은 종이에 부여하는 합성수지계 바인더로서, 아크릴계 라텍스(본코트 SFA-33 다이닛뽄잉키카가쿠고교제, 이하, 합성수지계 바인더 A로 약칭함)를 사용하여, 도포에 의해 부여했다.
실시예 2:
섬유직경 5㎛ 미만의 극세 섬유로서, 폴리에스테르 섬유(데이진사제 TK04N 0.1데니어×3mm, 섬유직경 약 3.2㎛)와, 섬유직경 약 0.65㎛의 유리섬유(#106 죤즈만빌사제)를, 섬유직경 5㎛ 이상의 섬유로 하고, 섬유직경 약 40㎛의 미고해 NBKP와, 비닐론 바인더 섬유(쿠라레 피브리본드 343 1.0데니어×5mm 섬유직경 약 10.5㎛)와, 섬유직경 약 10㎛의 폴리에스테르 섬유(유니티카사제 <131> 1.0데니어×5mm)를 중량비로 각각 10:15:35:15:25의 섬유배합이 되도록 혼합하여, 수성 슬러리를 작성한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 밀도가 0.310g/cm3, N.S.D가 0.66의 액체여과용 필터 여과재를 얻었다.
비교예 1:
섬유직경 5㎛ 미만의 극세 섬유로서, 폴리에스테르 섬유(데이진사제 TK04N 0.1데니어×3mm, 섬유직경 약 3.2㎛)와, 섬유직경 약 0.65㎛의 유리섬유(#106 죤즈만빌사제)를 섬유직경 5㎛ 이상의 섬유로 하고, 섬유직경 약 40㎛의 미고해 NBKP와, 비닐론 바인더 섬유(쿠라레제 피브리본드 343 1.0데이어×5mm 섬유직경 약 10.5㎛)와, 섬유직경 약 10㎛의 폴리에스테르 섬유(유니티카사제 <131> 1.0데니어×5mm)를 중량비로 각각 25:15:10:15:35의 섬유배합이 되도록 혼합하여, 수성 슬러리를 작성하여, 이들 슬러리로부터 초지기를 사용하여, 단위면적당 중량 76g/m2이 되도록 시트를 단층 구조로 형성했다.
합성수지계 바인더를 사용하지 않은 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 액체여과용 필터 여과재를 얻었다.
비교예 2:
섬유직경 5㎛ 미만의 극세 섬유로서, 폴리에스테르 섬유(데이진사제 TK04 N 0.1데니어×3mm, 섬유직경 약 3.2㎛)와, 섬유직경 약 0.65㎛의 유리섬유(#106 죤즈만빌사제)를 섬유직경 5㎛ 이상의 섬유로 하고, 섬유직경 약 40㎛의 미고해 NBKP와, 비닐론 바인더 섬유(쿠라레제 피브리본드 343)와, 폴리에스테르 섬유(유니티카사제 <131> 1.0데니어×5mm, 섬유직경 약 10㎛)를 중량비로 각각 25:15:10:15:35의 섬유배합이 되도록 혼합하여, 수성 슬러리를 작성하고, 이들 슬러리로부터 초지기를 사용하여, 단위면적당 중량 76g/m2이 되도록 시트를 단층 구조로 형성했다.
이 시트가 젖은 종이 상태일 때에, 13중량%가 되도록 합성수지계 바인더 A를 부여하고, 50℃에서 건조시켜, 액체여과용 필터 여과재를 얻었다.
비교예 3:
섬유직경 5㎛ 미만의 극세 섬유로서, 폴리에스테르 섬유(데이진사제 TK04 N 0.1데니어×3mm, 섬유직경 약 3.2㎛)와, 섬유직경 약 0.65㎛의 유리섬유(#106 죤즈만빌사제)를 섬유직경 5㎛ 이상의 섬유로 하고, 섬유직경 약 40㎛의 미고해 NBKP와, 비닐론 바인더 섬유(쿠라레제 피브리본드 343)와, 폴리에스테르 섬유(유니티카사제 <131> 1.0데니어×5mm, 섬유직경 약 10㎛)를 중량비로 각각 25:15:10:15:35의 섬유배합이 되도록 혼합하여, 수성 슬러리를 작성하고, 이들 슬러리로부터 초지기를 사용하여, 단위면적당 중량 76g/m2이 되도록 시트를 단층 구조로 형성했다.
이 시트가 젖은 종이 상태일 때에, 13중량%가 되도록 합성수지계 바인더 A를 부여하고, 180℃에서 건조시켜, 액체여과용 필터 여과재를 얻었다.
비교예 4:
초지기의 조건을 변경하여 물 습윤 시의 인장강도의 종횡비를 4.92로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 밀도가 0.330g/cm3, N.S.D가 0.58의 여과재를 얻었다.
Figure 112007003196976-PCT00001
실시예 1, 2에서 작성한 필터 여과재는 단위면적당 중량 100g/m2 이하이고, 물에 습윤시켰을 때의 파열강도가 300kPa 이상으로, 상태 파열강도와 습윤 파열강도로부터 산출되는 저하율은 30% 이하였다.
비교예 1은, 합성수지계 바인더 A를 전혀 사용하지 않기 때문에, 물에 습윤 시켰을 때의 습윤 파열강도가 300kPa 이하로, 상태 파열강도와 습윤 파열강도로부터 산출되는 저하율은 30% 이상이었다.
비교예 2는, 실시예 1과 섬유배합, 합성수지계 바인더 A의 사용과도 동일하지만, 밀도가 낮기 때문에 물에 습윤시켰을 때의 습윤 파열강도가 300kPa 이하로, 상태 파열강도와 습윤 파열강도로부터 산출되는 저하율은 30% 이상이었다.
비교예 3은 실시예 1과 섬유배합, 합성수지계 바인더 A의 사용과도 같지만, 건조온도가 낮고, 밀도도 낮기 때문에, 물에 습윤시켰을 때의 습윤 파열강도가 300kPa 이상으로, 상태 파열강도와 습윤 파열강도로부터 산출되는 저하율은 30% 이하였지만, 압력 손실이 대단히 높아졌다.
비교예 4는 실시예 1과 섬유배합, 합성수지계 바인더 A의 사용과도 동일하지만, 습윤 시의 인장강도의 세로와 가로의 비가 4.92로 크기 때문에, 파열강도의 저하율이 35%로 커졌다.
비교예 5:
섬유직경 5㎛ 미만의 극세 섬유로서, 폴리에스테르 섬유(데이진사제 TK04 N 0.1데니어×3mm, 섬유직경 약 3.2㎛)와, 섬유직경 약 0.65㎛의 유리섬유(#106 죤즈만빌사제)를, 섬유직경 5㎛ 이상의 섬유로 하고, 비닐론 바인더 섬유(쿠라레제 피브리본드 343)와, 섬유직경 약 10㎛의 폴리에스테르 섬유(유니티카사제 <131> 1.0데니어×5mm)를 중량비로 각각 25:15:0:15:45의 섬유배합이 되도록 혼합하여, 수성 슬러리를 작성하고, 이들 슬러리로부터 초지기를 사용하여, 단위면적당 중량 76g/m2이 되도록 시트를 형성한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로, N.S.D가 1.50의 액체여과용 필터 여과재를 얻었다.
비교예 6:
섬유직경 5㎛ 미만의 극세 섬유로서, 섬유직경 약 0.65㎛의 유리섬유(#106 죤즈만빌사제)를 섬유직경 5㎛ 이상의 섬유로 하고, 섬유직경 약 40㎛의 미고해 NBKP와, 비닐론 바인더 섬유(쿠라레제 피브리본드 343)와, 섬유직경 약 10㎛의 폴리에스테르 섬유(유니티카사제 <131> 1.0데니어×5mm)를 중량비로 각각 0:15:60:15:10의 섬유 배합이 되도록 혼합하여, 수성 슬러리를 작성하고, 이들 슬러리로부터 초지기를 사용하여, 단위면적당 중량 76g/m2이 되도록 시트를 형성한 이외는, 실시예 1과 완전히 동일한 방법으로, N.S.D가 0.43의 액체여과용 필터 여과재를 얻었다.
Figure 112007003196976-PCT00002
실시예 1은, N.S.D가 0.55이고, 대단히 지합이 양호하고, 물에 습윤시켰을 때의 습윤 파열강도가 300kPa 이상으로, 상태 파열강도와 습윤 파열강도로부터 산출되는 저하율은 30% 이하였다.
비교예 5는 미고해 천연섬유인 NBKP가 배합되어 있지 않기 때문에, N.S.D는 1.50으로 대단히 지합이 나쁘고, 그 때문에 물에 습윤시켰을 때의 습윤 파열강도가 300kPa 이하로 되어, 상태 파열강도와 습윤 파열강도로부터 산출되는 저하율은 30% 이상이었다. 또, 가는구멍 직경분포의 최대 구멍 직경과 최빈도 구멍 직경의 비도 지합이 나빠짐으로써 5.7로 커졌다.
비교예 6은 N.S.D가 0.43으로 대단히 지합은 양호하지만, 미고해 천연섬유인 NBKP가 과잉으로 배합되어 있기 때문에, 물에 습윤시켰을 때의 습윤 파열강도가 300kPa 이하로, 상태 파열강도와 습윤 파열강도로부터 산출되는 저하율윤 30% 이상이었다.

Claims (9)

  1. 단위면적당 중량이 100g/m2 이하의 액체여과용 필터 여과재로서, 이 여과재의 JIS L 1096에 기재된 상태 파열강도와 30℃, 30분 물 습윤 시의 습윤 파열강도로부터 구해지는 강도저하율이 30% 이하이고, 또한 습윤 파열강도가 300kPa 이상인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재.
  2. 제 1 항에 있어서, β선 지합계로 측정되는 정규화 된 표준편차의 값이 0.8 이하인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 30분 물 습윤 시의 습윤 인장강도가 여과재의 종방향 2.0kN/m 이상, 또한 횡방향 1.0kN/m 이상이고, 종방향과 횡방향의 비가 1.0∼4.0인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 이 여과재가 단층 구조인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유직경 70㎛ 이하의 미고해 천연섬유를 0.5∼40중량% 포함하고, 그밖의 기재로서 섬유직경 5㎛ 미만의 극세 유기섬유 및 극세 무기섬유와, 섬유직경 5㎛ 이상의 유기 합성섬유 및 무기섬유를 포함하고, 섬유직경 5㎛ 이상의 유기 합성섬유 중 일부가 섬유상 유기 바인더이고, 또한 상기 전체 기재에 대하여 합성수지계 바인더를 5∼20중량% 부여시킨 것을 특징으로 한 액체여과용 필터 여과재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 이 여과재의 최대 구멍 직경이 10㎛∼50㎛이고, 최빈도 구멍 직경이 4㎛∼30㎛인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 이 여과재의 최대 구멍 직경과 최빈도 구멍 직경의 비가 1.0∼5.0인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 여과재 밀도가 0.20∼0.40g/cm3인 것을 특징으로 하는 액체여과용 필터 여과재.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 액체용 여과 필터 여과재를 제조하는 방법에 있어서, 단위면적당 중량이 100g/m2 이하가 되도록 습식 초지로 시트를 형성한 후 , 이 시트에 합성수지 바인더를 부여하고, 이어서 건조시키는 것을 특징으로 하는, 상기 제조방법.
KR1020077000794A 2007-01-12 2004-07-21 액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법 KR20070051837A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020077000794A KR20070051837A (ko) 2007-01-12 2004-07-21 액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020077000794A KR20070051837A (ko) 2007-01-12 2004-07-21 액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070051837A true KR20070051837A (ko) 2007-05-18

Family

ID=38274819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077000794A KR20070051837A (ko) 2007-01-12 2004-07-21 액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070051837A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140138651A (ko) * 2012-02-29 2014-12-04 도레이 카부시키가이샤 복합 반투막
KR20160012148A (ko) * 2013-05-30 2016-02-02 도레이 카부시키가이샤 복합 반투막

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140138651A (ko) * 2012-02-29 2014-12-04 도레이 카부시키가이샤 복합 반투막
KR20160012148A (ko) * 2013-05-30 2016-02-02 도레이 카부시키가이샤 복합 반투막
US10974206B2 (en) 2013-05-30 2021-04-13 Toray Industries, Inc. Composite semipermeable membrane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4717817B2 (ja) 液体濾過用フィルタ濾材及びその製造方法
CN103328069B (zh) 具有原纤化纤维的过滤介质
JP2008518770A (ja) 改良された高強度、高容量のフィルタ媒体および構造
JP6104825B2 (ja) 高温処理される媒体
US11684880B2 (en) Self supporting pleatable web and an oil filter including the same
EP1894609B1 (en) Filtration medium
JP4738579B2 (ja) 液体濾過用フィルター濾材及びその製造方法
EP3760295A1 (en) Composite media for fuel streams
CA2917086A1 (en) Filter medium
JP2015533645A (ja) 耐用期間が長いフィルタ材料及び該フィルタ材料を含むフィルタ素子
KR20210003165A (ko) 와이어 방전 가공(wedm) 프로세스와 연관된 유체를 여과하는데 특히 유용한 바인더 수지 없는 여과 여재
CN111485453A (zh) 一种分离膜支撑用无纺布的制造方法
EP3234242A1 (en) Wet-laid nonwoven including thermoplastic fiber
KR20070051837A (ko) 액체여과용 필터 여과재 및 그 제조방법
JP4120737B2 (ja) 液体濾過用の濾過材
JP3305372B2 (ja) 液体濾過用フィルター濾材
JP2005058832A (ja) 液体濾過用フィルター濾材
JP3104153B2 (ja) 厚み方向に連続した密度勾配を有するフィルタ−材の製造方法
CN113351032B (zh) 一种湿法无纺布基材及其用途
KR100712258B1 (ko) 필터용 부직포 및 엔진용 필터
JP5226235B2 (ja) 液体濾過用フィルター濾材
DE102012010313A1 (de) Filtermaterial für die Filtration von Prozessflüssigkeiten des Funkenerosionsverfahrens
JP2022055118A (ja) フィルタ用不織布及びフィルタ用濾材
JP2003129393A (ja) 有機系超極細繊維シート
JP2024033026A (ja) フィルタ用基材

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application